JP4788883B2 - Wireless network system, server, terminal, wireless communication method and program - Google Patents
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Description
本発明は、無線ネットワークシステムに関し、特に無線伝送速度が可変する無線ネットワークの通信技術に関する。 The present invention relates to a wireless network system, and more particularly to a communication technique for a wireless network in which a wireless transmission rate is variable.
無線ネットワークシステムにおける通信品質を管理する技術として、VoWLANでの音声品質管理方法が挙げられる（例えば、特許文献１）。特許文献１には、WLANを通じて送受信している音声伝送で必要とする伝送帯域を計算し、音声伝送の品質を考慮してあらかじめ定められた帯域を超えているか否かを判別し、超えている場合には、新たな音声伝送開始を禁止する方法が提案されている。なお、伝送帯域を計算する場合において、無線伝送速度はSNR(Signal to Noise Ratio)に応じて変化するため、計算時での無線伝送速度を用いている。
As a technique for managing communication quality in a wireless network system, there is a voice quality management method in VoWLAN (for example, Patent Document 1). In
また、無線伝送速度の最低値を事前に設定しておき、その無線伝送速度の最低値を用いて音声伝送で必要とする帯域を計算して、閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合には、新たな音声伝送開始を禁止する方法も知られている。 Also, set the minimum wireless transmission speed in advance, calculate the bandwidth required for voice transmission using the minimum wireless transmission speed, determine whether the threshold is exceeded, and In such a case, a method for prohibiting the start of new voice transmission is also known.
第１の問題点は、特許文献１では、無線伝送速度はSNRに応じて可変であり、音声伝送使用帯域の計算のために、音声通信開始要求時での無線伝送速度を用いているからである。
The first problem is that in
その理由は、音声通信開始要求時での無線伝送速度から、通信途中にSNRの低下により、伝送速度が低下し、音声通信開始要求時よりも大きな音声通信帯域を使用してしまうことにより、音声品質を保てる帯域閾値を超えてしまう可能性があるからである。 The reason for this is that the transmission speed decreases due to a decrease in SNR during communication from the wireless transmission speed at the time of voice communication start request, and a larger voice communication band than at the time of voice communication start request is used. This is because there is a possibility that the bandwidth threshold that can maintain the quality may be exceeded.
第２の問題点は、無線伝送速度の最低値を事前に設定しておく例において、SNRが低下しても、無線伝送速度が設定した最低値のままであるからである。 The second problem is that, in the example in which the minimum value of the wireless transmission rate is set in advance, even if the SNR decreases, the wireless transmission rate remains at the set minimum value.
その理由は、一般的にSNRが小さい場合には、無線伝送速度を下げた方が安定した通信を行えるからである。SNRが低下した場合に、無線伝送速度が高い値で固定されたままであると、パケットエラー率が大きくなり、音声品質も劣化する可能性がある。また、通常、AP(Access Point：アクセスポイント)から離れると、SNRが低下するため、それに応じて同じ無線伝送速度であれば、パケットエラー率が大きくなる。そのため、APのカバーエリアが小さくなってしまい、1台のAPが収容できる端末数も減少してしまう可能性がある。 The reason is that, in general, when the SNR is small, it is possible to perform stable communication by lowering the wireless transmission rate. When the SNR decreases, if the wireless transmission rate remains fixed at a high value, the packet error rate increases and the voice quality may deteriorate. In addition, since the SNR decreases as the distance from the AP (Access Point) increases, the packet error rate increases correspondingly at the same wireless transmission rate. As a result, the AP coverage area becomes smaller, and the number of terminals that can be accommodated by one AP may also decrease.
第３の問題点は、無線伝送速度の最低値を事前に設定しておく例において、高無線伝送速度の場合でも、無線利用効率が低く、呼損率が大きくなってしまうからである。 The third problem is that, in the example in which the minimum value of the wireless transmission rate is set in advance, even when the wireless transmission rate is high, the wireless usage efficiency is low and the call loss rate becomes large.
その理由は、無線伝送速度の最低値を用いて帯域計算を行うことにより、無線伝送速度が最低値に低下した場合でも音声通信帯域が不足しないため、音声品質は劣化しないが、無線伝送速度が高い場合には、無線帯域が余剰してしまい、リソースが有効に利用されていないためである。 The reason is that by performing bandwidth calculation using the minimum value of the wireless transmission speed, even if the wireless transmission speed is reduced to the minimum value, the voice communication band is not insufficient, so the voice quality is not degraded, but the wireless transmission speed is This is because if it is high, the radio band is surplus and resources are not used effectively.
そこで、本発明が解決しようとする課題は上記問題点を解決することであって、本発明は無線ネットワークにおいて無線伝送速度が可変であっても、音声あるいは動画の通信品質を管理できる方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, and the present invention provides a method for managing the communication quality of voice or video even if the wireless transmission speed is variable in the wireless network. There is to do.
上記課題を解決するための第1の発明は、無線ネットワークシステムであって、通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段と
を有することを特徴とする。
A first invention for solving the above problem is a wireless network system, and when the communication quality measured during communication deteriorates from a predetermined communication quality threshold value, the transmission rate is scheduled to be lowered. A communication maintaining means for measuring all the used bandwidths and prohibiting retransmission when the measured all used bandwidths exceed a threshold of a bandwidth capable of maintaining communication quality, and prohibiting the retransmission. If it is determined that the communication quality measured after maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, a confirmation is made to confirm whether there are a plurality of calls communicating at a low transmission rate. If the call are communicating means and said low transmission speed is more, characterized by having a <br/> and determining means for determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
上記課題を解決するための第２の発明は、上記第１の発明において、前記決定手段は、前記複数の呼において交代で高い伝送速度で通信することを決定する際、交代で高い伝送速度で通信した場合の使用帯域である予測使用帯域を演算し、この演算値と予め定められた閾値とを比較した結果、演算値が閾値を超えていない場合に交代で高い伝送速度で通信することを決定することを特徴とする。 According to a second invention for solving the above-mentioned problem, in the first invention, when the determining means determines to communicate at a high transmission rate by turns in the plurality of calls, at a high transmission rate at the turn. As a result of calculating a predicted use band that is a use band in the case of communication and comparing the calculated value with a predetermined threshold, it is possible to communicate at a high transmission rate alternately when the calculated value does not exceed the threshold. It is characterized by determining.
上記課題を解決するための第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記通信維持手段で計測した、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域が前記帯域の閾値より小さい場合には低下させる予定の伝送速度で通信する手段を有することを特徴とする。 According to a third invention for solving the above-mentioned problem, in the first or second invention, when the total use band at the transmission rate to be reduced , measured by the communication maintaining means, is smaller than the threshold of the band It is characterized by having means for communicating at a transmission rate scheduled to be reduced.
上記課題を解決するための第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明において、前記確認手段は、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低下させる予定の伝送速度及びデータを圧縮した場合のデータ量を用いて予測使用帯域を演算し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値より小さい場合には継続して通信することを決定し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値を超える場合には低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する手段であることを特徴とする。 According to a fourth invention for solving the above-mentioned problem, in any one of the first to third inventions, the confirmation unit performs measurement after prohibiting the retransmission and maintaining communication at the current transmission rate. When it is determined that the communication quality is worse than the communication quality threshold, the predicted use band is calculated using the transmission rate to be reduced and the data amount when the data is compressed, and the calculated predicted use transmission band Is determined to be continuously communicated when it is smaller than a predetermined threshold value, and when the calculated predicted use transmission band exceeds a predetermined threshold value, a call communicating at a low transmission rate is determined. It is a means for confirming whether there are a plurality of items .
上記課題を解決するための第５の発明は、サーバであって、通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段とを有することを特徴とする。 5th invention for solving the said subject is a server, Comprising: When the communication quality measured during communication deteriorates from a predetermined communication quality threshold value, all uses at the transmission rate scheduled to be lowered A communication maintaining means for measuring the bandwidth, and prohibiting retransmission when the measured all used bandwidth exceeds a bandwidth threshold capable of maintaining communication quality and maintaining communication at a current transmission rate; and prohibiting the retransmission Confirming means for confirming whether there are a plurality of calls communicating at a low transmission rate when it is determined that the communication quality measured after maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the threshold of the communication quality; If the call that is communicating the at a low transmission rate is more, characterized by having a determining means for determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
上記課題を解決するための第６の発明は、上記第５の発明において、前記決定手段は、前記複数の呼において交代で高い伝送速度で通信することを決定する際、交代で高い伝送速度で通信した場合の使用帯域である予測使用帯域を演算し、この演算値と予め定められた閾値とを比較した結果、演算値が閾値を超えていない場合に交代で高い伝送速度で通信することにより決定することを特徴とする。 According to a sixth invention for solving the above-mentioned problem, in the fifth invention, when the determining means determines to communicate at a high transmission rate by turns in the plurality of calls, at a high transmission rate at the turn. By calculating the predicted use band that is the use band in the case of communication and comparing the calculated value with a predetermined threshold value, when the calculated value does not exceed the threshold value, by alternately communicating at a high transmission rate It is characterized by determining.
上記課題を解決するための第７の発明は、上記第５又は第６の発明において、前記通信維持手段で計測した、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域が前記帯域の閾値より小さい場合には低下させる予定の伝送速度で通信する手段を有することを特徴とする。 A seventh invention for solving the above-mentioned problems is the above fifth or sixth invention, wherein the total bandwidth used at the transmission rate to be reduced , measured by the communication maintaining means, is smaller than the threshold of the bandwidth. It is characterized by having means for communicating at a transmission rate scheduled to be reduced.
上記課題を解決するための第８の発明は、上記第５から第７のいずれかの発明において、前記確認手段は、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低下させる予定の伝送速度及びデータを圧縮した場合のデータ量を用いて予測使用帯域を演算し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値より小さい場合には継続して通信することを決定し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値を超える場合には低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する手段であることを特徴とする。 An eighth invention for solving the above-described problem is the measurement according to any one of the fifth to seventh inventions, wherein the confirmation unit prohibits the retransmission and maintains communication at a current transmission rate. When it is determined that the communication quality is worse than the communication quality threshold, the predicted use band is calculated using the transmission rate to be reduced and the data amount when the data is compressed, and the calculated predicted use transmission band Is determined to be continuously communicated when it is smaller than a predetermined threshold value, and when the calculated predicted use transmission band exceeds a predetermined threshold value, a call communicating at a low transmission rate is determined. It is a means for confirming whether there are a plurality of items .
上記課題を解決するための第９の発明は、無線通信方法であって、通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持ステップと、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認ステップと、前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定ステップとを有することを特徴とする。 A ninth invention for solving the above-described problem is a wireless communication method, and when the communication quality measured during communication deteriorates from a predetermined communication quality threshold, the transmission rate is scheduled to be lowered. A communication maintaining step for measuring all the used bands and prohibiting retransmission when the measured all used bands exceed a band threshold for maintaining communication quality and maintaining communication at the current transmission rate, and prohibiting the retransmission. If it is determined that the communication quality measured after maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, a confirmation is made to confirm whether there are a plurality of calls communicating at a low transmission rate. a step, when a call that is communicating the at a low transmission rate is more, and having a determining step of determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
上記課題を解決するための第１０の発明は、上記第９の発明において、前記決定ステップは、前記複数の呼において交代で高い伝送速度で通信することを決定する際、交代で高い伝送速度で通信した場合の使用帯域である予測使用帯域を演算するステップと、この演算値と予め定められた閾値とを比較した結果、演算値が閾値を超えていない場合に交代で高い伝送速度で通信することを決定するステップとを有することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention for solving the above-described problem, in the ninth aspect, the determining step determines that communication is performed at a high transmission rate by turns in the plurality of calls. As a result of comparing the calculated value with a predetermined threshold as a result of calculating a predicted used band that is a used band in the case of communication, if the calculated value does not exceed the threshold, communication is performed alternately at a high transmission rate . And a step of determining .
上記課題を解決するための第１１の発明は、上記第９又はから第１０の発明において、前記通信維持ステップで計測した、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域が前記帯域の閾値より小さい場合には低下させる予定の伝送速度で通信するステップを有することを特徴とする。 In an eleventh invention for solving the above-mentioned problem, in the ninth or tenth invention, the total bandwidth used at the transmission rate to be reduced, which is measured in the communication maintaining step, is smaller than the threshold of the bandwidth. In some cases, the method includes a step of communicating at a transmission rate to be reduced.
上記課題を解決するための第１２の発明は、上記第９から第１１のいずれかの発明において、前記確認ステップは、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低下させる予定の伝送速度及びデータを圧縮した場合のデータ量を用いて予測使用帯域を演算し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値より小さい場合には継続して通信することを決定し、前記演算された予測使用伝送帯域が予め定められた閾値を超える場合には低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認するステップであることを特徴とする。 In a twelfth invention for solving the above-described problem, in any one of the ninth to eleventh inventions, the confirmation step is performed after prohibiting the retransmission and maintaining communication at a current transmission rate. When it is determined that the communication quality is worse than the communication quality threshold, the predicted use band is calculated using the transmission rate to be reduced and the data amount when the data is compressed, and the calculated predicted use transmission band Is determined to be continuously communicated when it is smaller than a predetermined threshold value, and when the calculated predicted use transmission band exceeds a predetermined threshold value, a call communicating at a low transmission rate is determined. wherein the step der Rukoto to check presence of a plurality.
上記課題を解決するための第１３の発明は、無線ネットワークシステムのプログラムであって、前記プログラムは前記無線ネットワークシステムを、通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段として機能させることを特徴とする。 A thirteenth invention for solving the above-described problem is a program for a wireless network system, wherein the program uses the wireless network system to measure communication quality measured during communication from a predetermined communication quality threshold. If it deteriorates, measure the total bandwidth used at the transmission speed that is planned to be reduced, and if this measured bandwidth exceeds the bandwidth threshold that can maintain the communication quality, prohibit retransmission and perform communication at the current transmission speed. A communication maintaining means for maintaining the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is determined to be worse than the communication quality threshold, and confirmation means have call to check whether there are multiple, when a call that is communicating with the low transmission speed is more, to communicate said plurality of call at a high transmission speed Substitution Characterized in that to function as a determining means for constant for.
上記課題を解決するための第１４の発明は、無線ネットワークシステムにおけるサーバのプログラムであって、前記プログラムは前記サーバを、通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段として機能させることを特徴とする。 A fourteenth invention for solving the above-described problem is a server program in a wireless network system, wherein the program uses the communication quality threshold value determined in advance for communication quality measured during communication with the server. If it deteriorates, measure the total bandwidth used at the transmission speed that is planned to be reduced, and if this measured bandwidth exceeds the bandwidth threshold that can maintain the communication quality, prohibit retransmission and perform communication at the current transmission speed. A communication maintaining means for maintaining the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is determined to be worse than the communication quality threshold, determined as have calls and check means for confirming whether there exist a plurality when a call that is communicating with the low transmission speed is more, communicating the plurality of calls at a high transmission speed Substitution Characterized in that to function as determination means that.
本発明では、AP（ACCESS POINT）が、音声あるいは動画の通信中に端末との間の無線伝送情報（受信強度、無線伝送速度、パケットエラー率）を計測する（図2 無線伝送速度監視部7、図３ S5、S6）。 In the present invention, an AP (ACCESS POINT) measures wireless transmission information (reception strength, wireless transmission rate, packet error rate) with a terminal during voice or video communication (FIG. 2 Wireless transmission rate monitoring unit 7). Fig. 3 S5, S6).
又、通信中に、端末が、APとの間の無線伝送情報（受信強度、無線伝送速度、パケットエラー率）を計測する（図３ S5、S7）。 During communication, the terminal measures wireless transmission information (reception strength, wireless transmission speed, packet error rate) with the AP (FIGS. 3 S5 and S7).
更に、AP及び端末が、受信強度が受信強度閾値を超えているか否かを判定し、パケットエラー率がパケットエラー率閾値を超えているか否かを判定する（図３ S6、S7、図６ S34、図７ S37）。 Further, the AP and the terminal determine whether or not the reception strength exceeds the reception strength threshold, and determine whether or not the packet error rate exceeds the packet error rate threshold (FIG. 3, S6, S7, FIG. 6 S34). FIG. 7 S37).
APが、計測または決定した無線伝送速度を用いて、通信使用帯域を計算する（図2 使用帯域管理部9、図３ S2、図４ S15、S20、図５ S27、図６ S33、図７ S36）。 The AP calculates the communication bandwidth using the measured or determined wireless transmission speed (FIG. 2 Bandwidth Management Unit 9, FIG. 3 S2, FIG. 4 S15, S20, FIG. 5 S27, FIG. 6 S33, FIG. 7 S36). ).
APが、計算した通信使用帯域を用いて、他端末の使用帯域も合わせた全使用帯域が、通信品質を維持できる帯域閾値を超えているか否かを判定する（図2 使用帯域管理部9、図３ S3、図４ S16、S21、図５ S28、図６ S34、図７ S37）。 The AP uses the calculated communication bandwidth to determine whether or not the total bandwidth used, including the bandwidth used by other terminals, exceeds the bandwidth threshold that can maintain the communication quality (Fig. 2 Bandwidth management unit 9, Fig. 3 S3, Fig. 4 S16, S21, Fig. 5 S28, Fig. 6 S34, Fig. 7 S37).
端末が、受信強度が受信強度閾値以下、もしくは、パケットエラー率がパケットエラー率閾値以上となったときに、APに対して、低無線伝送速度への移行要求を通知するステップと、APから端末に対する応答として、移行許可または禁止かつ再送禁止を通知する（図３ S9、図４ S22、S24）。 A step in which the terminal notifies the AP of a request to shift to a low wireless transmission rate when the reception strength is equal to or lower than the reception strength threshold or the packet error rate is equal to or higher than the packet error rate threshold; As a response to this, a notification of migration permission or prohibition and retransmission prohibition is sent (FIG. 3, S9, FIG. 4, S22, S24).
APが、受信強度が受信強度閾値以下、もしくは、パケットエラー率がパケットエラー率閾値以上となったときに、端末に対して、低無線伝送速度への移行もしくは、現状無線伝送速度維持かつ再送禁止通知する（図４ S17、S19、図５ S29）。 When the AP has received strength less than the received strength threshold or the packet error rate is greater than or equal to the packet error rate threshold, the terminal will switch to a lower wireless transmission rate or maintain the current wireless transmission rate and prohibit retransmission Notification is made (FIG. 4, S17, S19, FIG. 5, S29).
APと端末間で、レート指定により、低無線伝送速度端末を交代で高無線伝送速度端末に移行させる（図６ S35）。 A low radio transmission rate terminal is shifted to a high radio transmission rate terminal alternately by designating a rate between the AP and the terminal (S35 in FIG. 6).
APと端末との間の通信において、CODEC変換やパケット多重等により、無線伝送区間でデータ圧縮を行う（図５ S29、S30）。また、データ圧縮通信を行う低無線伝送速度端末を交代させる（図７ S38）。 In communication between the AP and the terminal, data compression is performed in the wireless transmission section by CODEC conversion, packet multiplexing, and the like (FIG. 5, S29 and S30). Also, the low wireless transmission rate terminal that performs data compression communication is replaced (S38 in FIG. 7).
本発明のAPは、データ伝送中に、APと端末間での無線伝送速度を計測し、その計測した無線伝送速度を用いて伝送使用帯域を計算し、他端末の伝送使用帯域も合わせた全使用帯域を計算して、通信品質を保てる帯域閾値を越えているか否かを監視する。 The AP of the present invention measures the wireless transmission speed between the AP and the terminal during data transmission, calculates the transmission bandwidth using the measured wireless transmission speed, and combines all the transmission bandwidths of other terminals. The used bandwidth is calculated, and it is monitored whether or not the bandwidth threshold that can maintain the communication quality is exceeded.
端末は、無線通信でのSNR低下を検知すると、低無線伝送速度への移行許可願いを、APに対して通知する。 When the terminal detects a decrease in SNR in wireless communication, the terminal notifies the AP of permission to shift to a low wireless transmission rate.
APは端末からの、低無線伝送速度への移行許可願いを受信すると、その要求された低無線伝送速度を考慮した伝送使用帯域を計算した上で、全使用帯域と帯域閾値を比較し、全使用帯域が帯域閾値を超えていなければ、端末に対して要求された低無線伝送速度への移行を許可する旨の応答を送付する。端末は、移行許可の応答を受信すると、要求した低無線伝送速度へ移行した上で、通信を継続する。 When the AP receives a request for permission to shift to a low wireless transmission rate from the terminal, it calculates the transmission bandwidth considering the requested low wireless transmission rate, compares the total bandwidth with the bandwidth threshold, If the used bandwidth does not exceed the bandwidth threshold, a response is sent to the terminal to permit the transition to the requested low wireless transmission rate. When the terminal receives the transition permission response, the terminal shifts to the requested low wireless transmission rate and then continues communication.
APは端末からの低無線伝送速度への移行許可願いを受信し、要求された低無線伝送速度を考慮した全使用帯域と帯域閾値を比較した結果、帯域閾値を超えている場合には、端末に対して、要求された低無線伝送速度への移行及び無線再送を禁止する旨の応答を送付する。端末は移行禁止の応答を受信すると、現在の高無線伝送速度での通信を継続する。 When the AP receives a request for permission to shift to a low wireless transmission rate from the terminal and compares the bandwidth threshold with the total bandwidth used in consideration of the requested low wireless transmission rate, if the bandwidth threshold is exceeded, the terminal In response, a response to prohibit the transition to the requested low wireless transmission rate and the wireless retransmission is sent. When the terminal receives the response to prohibit the transition, the terminal continues communication at the current high wireless transmission rate.
APは上記のように、低無線伝送速度への移行を禁止した端末からの受信信号のパケットエラー率が高い場合には、CODEC変換やパケット多重によるデータ圧縮により、全使用帯域が帯域閾値を超えないことを確認できれば、低無線伝送速度への移行と無線再送許可を通知する。端末は、低無線伝送速度への移行通知を受信したら、低無線伝送速度へ移行した上で、通信を継続する。 As described above, when the packet error rate of a received signal from a terminal that prohibits the transition to a low wireless transmission rate is high, the AP uses a CODEC conversion or data compression by packet multiplexing to exceed the bandwidth threshold. If it can be confirmed that there is no transmission, the shift to the low wireless transmission rate and the wireless retransmission permission are notified. When the terminal receives the notification of transition to the low wireless transmission rate, the terminal continues communication after transitioning to the low wireless transmission rate.
低無線伝送速度への移行を要求する端末が複数ある場合、各々の端末が要求する低無線伝送速度を考慮した上で計算した全使用帯域が、帯域閾値を超えていなければ、各々の端末に要求された低無線伝送速度への移行を許可する。 If there are multiple terminals that request a transition to a low radio transmission rate, the total bandwidth used calculated taking into account the low radio transmission rate required by each terminal does not exceed the bandwidth threshold. Allows transition to the required low radio transmission rate.
低無線伝送速度への移行を要求する端末が複数ある場合、各々の端末が要求する低無線伝送速度を考慮した上で計算した全使用帯域が、帯域閾値を超えている場合には、帯域閾値を超えない端末分だけ、APは、低無線伝送速度への移行を許可し、移行を許可されなかった端末は現状の高無線伝送速度を維持する。そのとき、パケット送信周期毎にAPからの指示により、高無線伝送速度を維持した端末を低無線伝送速度に移行させ、低無線伝送速度へ移行させた端末の内、帯域閾値を超えないようにするための分の台数だけ、高無線伝送速度へ移行させる。高無線伝送速度へ移行させられた端末との間の通信はパケットエラー率が大きくなりやすく、低無線伝送速度への移行を要求する端末を交代で高無線伝送速度に移行させることにより、全使用帯域が帯域閾値を超えないようにしながら、全端末での通信伝送品質を劣化させないようにする。 When there are multiple terminals that request a shift to a low radio transmission rate, the band threshold is used when the total bandwidth used calculated considering the low radio transmission rate required by each terminal exceeds the band threshold. The AP allows the transition to the low wireless transmission rate for the terminals that do not exceed, and the terminal that is not permitted to transition maintains the current high wireless transmission rate. At that time, in response to an instruction from the AP for each packet transmission period, the terminal that maintains the high wireless transmission rate is shifted to the low wireless transmission rate, so that the bandwidth threshold is not exceeded among the terminals that are shifted to the low wireless transmission rate. Only the number of units to do is shifted to a high wireless transmission speed. Communication with terminals that have been shifted to a high wireless transmission rate tends to have a large packet error rate, and by switching terminals that require a transition to a low wireless transmission speed to a high wireless transmission speed, all uses While preventing the bandwidth from exceeding the bandwidth threshold, communication transmission quality at all terminals is prevented from deteriorating.
低無線伝送速度への移行を要求する端末が複数ある場合、各々の端末が要求する低無線伝送速度を考慮した上で計算した全使用帯域が、帯域閾値を超えている場合に、いくつかの端末の通信においてデータ圧縮を行うことによって、帯域閾値を超えないようにすることも考えられる。この場合においても、APからの指示により交代でデータ圧縮を行う端末とさせることにより、全使用帯域が帯域閾値を超えないようにしながら、全端末での通信伝送品質を劣化させないようにする。 When there are multiple terminals that require a transition to a low radio transmission rate, if the total used bandwidth calculated considering the low radio transmission rate required by each terminal exceeds the bandwidth threshold, It is also conceivable to prevent the bandwidth threshold from being exceeded by performing data compression in terminal communication. Even in this case, by making the terminal perform data compression alternately according to an instruction from the AP, the communication transmission quality in all the terminals is not deteriorated while the total used band does not exceed the bandwidth threshold.
第１の効果は、無線ネットワークにおいて、無線伝送速度が可変設定で、通信開始要求時に判断を行っても、通信中の全端末において、通信品質を管理できることである。 The first effect is that, in a wireless network, the wireless transmission speed is variably set, and even if a determination is made when a communication start request is made, the communication quality can be managed in all terminals in communication.
その理由は、通信開始許可時に、端末が自動的に無線伝送速度を下げることを禁止し、SNRに応じて無線伝送速度を下げる必要があるときには、端末がAPに問い合わせ、APは端末が要求した低無線伝送速度を考慮して使用帯域計算を行った上で全使用帯域が通信品質を保てる帯域閾値を超えているか否かを確認し、超えていない場合には、APが端末に要求された低無線伝送速度への移行を許可することによって、全使用帯域を越えないようにしつつ、端末との間で安定した通信を行える無線伝送速度へ移行させることができるからである。 The reason is that when communication start is permitted, the terminal prohibits the terminal from automatically reducing the wireless transmission rate, and when it is necessary to reduce the wireless transmission speed according to the SNR, the terminal queries the AP, and the AP requests the terminal. After calculating the bandwidth used in consideration of the low wireless transmission speed, it is confirmed whether or not the total bandwidth exceeds the bandwidth threshold that can maintain the communication quality. If not, the AP is requested from the terminal. This is because by permitting the transition to the low wireless transmission speed, it is possible to shift to a wireless transmission speed capable of performing stable communication with the terminal without exceeding the entire use band.
また、複数の端末を低無線伝送速度に移行させる必要があるとき、帯域閾値を超えてしまう場合には、APが帯域閾値を超えない分だけの端末を低無線伝送速度に移行させ、パケット送信周期毎に交代で高無線伝送速度に移行させることによって、各端末の平均パケットエラー率を一定値以下にしつつ、全使用帯域が帯域閾値を超えないようにし、かつ、各端末に安定した通信を実現させるからである。 In addition, when it is necessary to move multiple terminals to a low wireless transmission rate, if the bandwidth threshold is exceeded, the number of terminals that do not exceed the bandwidth threshold is shifted to the low wireless transmission rate and packet transmission is performed. By shifting to a high wireless transmission rate every other cycle, the average packet error rate of each terminal is kept below a certain value, the total used bandwidth does not exceed the bandwidth threshold, and stable communication is performed for each terminal. This is because it is realized.
第２の効果は、APと端末間の通信範囲を大きくしても、通信品質管理をすることができることである。 The second effect is that the communication quality can be managed even if the communication range between the AP and the terminal is increased.
その理由は、APと端末間の距離が大きくなるとSNRが小さくなるため、低無線伝送速度にした方が安定した無線通信が行え、また、第1の効果で書いたように低無線伝送速度であっても、通信品質管理を行えるからである。 The reason for this is that the SNR decreases as the distance between the AP and the terminal increases, so a lower wireless transmission speed allows more stable wireless communication, and as described in the first effect, the lower wireless transmission speed. This is because communication quality management can be performed even if it exists.
第３の効果は、無線伝送速度が高い場合での呼損率を小さくできるところである。 The third effect is that the call loss rate when the wireless transmission rate is high can be reduced.
その理由は、帯域閾値を超えない範囲で、できる限り呼を収容することによって、無線伝送速度が高い場合でも、無線帯域を有効に利用することができるからである。 The reason is that by accommodating calls as much as possible within a range not exceeding the bandwidth threshold, the wireless bandwidth can be used effectively even when the wireless transmission speed is high.
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、本実施の形態では、VoWLANへの適用例を示すが、これに限られるものではなく、他の無線ネットワークシステムや動画ストリーム通信に適用できることは言うまでも無い。また、本実施の形態では、無線伝送速度とレートとを同じ意味で用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example of application to VoWLAN is shown, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to other wireless network systems and video stream communication. Further, in this embodiment, the wireless transmission speed and the rate are used in the same meaning.
まず、本実施の形態の構成について説明する。 First, the configuration of the present embodiment will be described.
図１は、AP ０各端末1〜4との間でやり取りされる無線信号の種類を表した図である。尚、AP ０と各端末１〜４との間で送受信されるデータは、音声データ、動画等のストリーミングデータである。本実施の形態では、音声データを送受信する場合を用いて説明する。
FIG. 1 is a diagram showing the types of radio signals exchanged between the AP 0
音声通信開始（ＣＡＣ）要求100は、各端末1〜4が、音声通信開始許可をAP 0に要求するための信号である。
The voice communication start (CAC) request 100 is a signal for each of the
音声通信開始（ＣＡＣ）応答101は、各端末1〜4からの音声通信開始要求に対する応答信号であり、音声通信開始許可または禁止を返す。
The voice communication start (CAC) response 101 is a response signal to the voice communication start request from each of the
音声通信102は、音声通信開始許可を得た端末とAP 0との間で送受信される音声データである。 The voice communication 102 is voice data transmitted and received between the terminal that has obtained permission to start voice communication and the AP 0.
低レート移行要求103は、端末1〜4がAP 0に対して低レートの移行許可を要求するための信号である。
The low rate transition request 103 is a signal for the
低レート移行応答104は、低レート移行要求103に対するAP 0が低レート移行要求103を送信した端末への応答であり、低レートへの移行許可または禁止を返す。 The low rate transition response 104 is a response to the terminal to which the AP 0 in response to the low rate transition request 103 has transmitted the low rate transition request 103, and returns permission or prohibition of transition to the low rate.
レート指定105は、AP 0が端末1〜4に対して、決まったレートを指定するための信号である。
The rate designation 105 is a signal for the AP 0 to designate a fixed rate for the
レート指定応答106は、端末1〜4からAP 0に対する応答信号である。
The rate designation response 106 is a response signal from the
音声通信終了要求107は、音声通信を終了した端末1〜4が、AP 0に対して音声通信終了を知らせるための信号である。
The voice communication end request 107 is a signal for the
音声通信終了応答108は、音声通信終了要求107に対する応答信号である。 The voice communication end response 108 is a response signal to the voice communication end request 107.
図2はAP 0の構成を説明するためのブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of AP 0.
送信部5は、AP 0から端末1〜4に対してデータが送信されるために、送信処理を行う機能部である。更に、送信部５は、データを圧縮する機能を有する。
The
受信部6は、端末1〜4からAP 0に対して送信されたデータの受信処理を行う機能部である。更に、受信部6は、圧縮されたデータを解凍する機能を有する。
The reception unit 6 is a functional unit that performs reception processing of data transmitted from the
無線伝送速度監視部7は、AP 0から端末1〜4に対して送信される無線信号の無線伝送情報（SNR：SN比、レート、PER：パケットエラー率）を計測、監視する機能部である。更に、無線伝送速度監視部7は、端末1〜4からAP 0に対して送信される無線信号の無線伝送情報（SNR：SN比、レート、PER：パケットエラー率）を計測、監視する。
The radio transmission
RM(Resource manager)8は、音声通信開始要求100、音声通信開始応答101、低レート移行要求103、低レート移行応答104、レート指定105、レート指定応答106、音声通信終了要求107、音声通信終了応答108のやり取り、及び、それに基づく判断を行う機能部である。また、RM(Resource manager)8は、無線伝送速度監視部7より無線伝送速度の計測値を受け取り、その値を使用帯域管理部9に送付し、各端末1〜4が音声通信のために使用する帯域計算を依頼し、その結果に基づく判断を行い、送信部5及び受信部6の通信条件を決定する機能部である。更にRM８は、帯域計算の結果、音声通信を許可しないと判断した場合、他に帯域の空いているAPが存在するか検索し、そのAPに端末をハンドオーバさせる。
RM (Resource manager) 8 is voice communication start request 100, voice communication start response 101, low rate transition request 103, low rate transition response 104, rate designation 105, rate designation response 106, voice communication end request 107, voice communication end This is a functional unit that exchanges the response 108 and makes a determination based on the exchange. The RM (Resource manager) 8 receives the measured value of the wireless transmission rate from the wireless transmission
使用帯域管理部9は、各端末1〜4が音声通信のために使用する帯域を計算し、それらを合わせた全使用帯域が音声品質を維持できる帯域閾値を超えているか否かの判定を行う機能部である。帯域計算に必要なパラメータとして、各端末1〜4及びAPの無線伝送情報、CODECレート、ペイロード周期などが挙げられる。尚、判定の際に用いられる各種閾値は、使用帯域管理部９が保持していても、図示していない記憶部が保持していても良いものとする。
The used bandwidth management unit 9 calculates the bandwidth used by each of the
尚、図1、2での機能は、APへの搭載に限定されず、その他基地局装置または、基地局装置に接続されるサーバ等に搭載されてもよい。 The functions in FIGS. 1 and 2 are not limited to being mounted on the AP, but may be mounted on other base station devices or servers connected to the base station devices.
続いて、端末１〜4の構成について説明する。
Next, the configuration of the
端末1〜4は、送信部、受信部、無線伝送速度監視部、及び制御部を有する。
The
送信部は、端末からAP 0に対してデータが送信されるために、送信処理を行う機能部である。更に、送信部はデータを圧縮する機能を有する。 The transmission unit is a functional unit that performs transmission processing in order to transmit data from the terminal to AP 0. Further, the transmission unit has a function of compressing data.
受信部は、AP 0から端末に対して送信されたデータの受信処理を行う機能部である。更に、受信部は、圧縮されたデータを解凍する機能を有する。 The reception unit is a functional unit that performs reception processing of data transmitted from AP 0 to the terminal. Further, the receiving unit has a function of decompressing the compressed data.
無線伝送速度監視部は、端末から送信される無線信号の無線伝送情報（SNR：SN比、レート、PER：パケットエラー率）を計測、監視する機能部である。更に、無線伝送速度監視部は、端末に対して送信される無線信号の無線伝送情報（SNR：SN比、レート、PER：パケットエラー率）を計測、監視する。 The wireless transmission rate monitoring unit is a functional unit that measures and monitors wireless transmission information (SNR: SN ratio, rate, PER: packet error rate) of a wireless signal transmitted from the terminal. Further, the wireless transmission rate monitoring unit measures and monitors wireless transmission information (SNR: SN ratio, rate, PER: packet error rate) of a wireless signal transmitted to the terminal.
制御部は、音声通信開始要求100、音声通信開始応答101、低レート移行要求103、低レート移行応答104、レート指定105、レート指定応答106、音声通信終了要求107、音声通信終了応答108のやり取り、及び、それに基づく判断を行う機能部である。また、制御部は、端末側に設けられている無線伝送速度監視部より各種計測値を受け取り、この計測値が音声品質を維持できる帯域閾値を超えているか否かの判定を行う機能部である。帯域計算に必要なパラメータとして、各端末1〜4及びAPの無線伝送情報、CODECレート、ペイロード周期などが挙げられる。尚、判定の際に用いられる各種閾値は、制御部が保持していても記憶部が保持していても良いものとする。
The control unit exchanges a voice communication start request 100, a voice communication start response 101, a low rate transition request 103, a low rate transition response 104, a rate designation 105, a rate designation response 106, a voice communication end request 107, and a voice communication end response 108. And a functional unit that makes a determination based thereon. The control unit is a functional unit that receives various measurement values from a wireless transmission rate monitoring unit provided on the terminal side and determines whether or not the measurement values exceed a bandwidth threshold value that can maintain voice quality. . Parameters necessary for bandwidth calculation include radio transmission information, CODEC rate, payload period, etc. of each of the
続いて、本実施の形態の動作について説明する。 Subsequently, the operation of the present embodiment will be described.
図1、２の構成において、本実施の形態である音声品質管理方法の動作を図３〜７の動作フローを用いて説明する。 In the configuration of FIGS. 1 and 2, the operation of the voice quality management method according to the present embodiment will be described with reference to the operation flows of FIGS.
端末1〜4は、音声通信を開始する際、その開始許可を受けるために、AP 0に対して、音声通信開始要求100を送信する（S1）。
When starting the voice communication, the
AP 0は、音声通信開始要求100を受信すると、端末1〜4の現状レート（無線伝送速度）を用いて、音声通信に必要とする使用帯域を計算する（S2）。他端末の使用帯域も合わせた全使用帯域と、音声品質を維持できるために事前に決めてある帯域閾値とを比較する（S3）。
When the AP 0 receives the voice communication start request 100, the AP 0 uses the current rate (wireless transmission speed) of the
計算した全使用帯域が帯域閾値を超えている場合には、AP 0は、音声通信開始を禁止した音声通信開始応答101を送信し、AP 0との音声通信を許可しない(S11)。ただし、他に帯域の空いているAPが存在した場合（S12）、そのAPに端末をハンドオーバさせる（S13）。他にハンドオーバさせるAPが存在しない場合、端末はAP 0の帯域が空くのを待つ（S14）。 If the calculated total bandwidth used exceeds the bandwidth threshold, AP 0 transmits a voice communication start response 101 that prohibits voice communication start, and does not permit voice communication with AP 0 (S11). However, if there is another AP having a free bandwidth (S12), the terminal is handed over to that AP (S13). If there is no other AP to be handed over, the terminal waits for the AP 0 bandwidth to become free (S14).
計算した全使用帯域が帯域閾値以下の場合には、AP 0は、音声通信開始を許可した音声通信開始応答101を送信し、音声通信を許可する。音声通信開始許可を受けた端末1〜4は自動的にレートを下げることが禁止される(S4)。
If the calculated total used bandwidth is equal to or less than the bandwidth threshold, AP 0 transmits a voice communication start response 101 that permits the start of voice communication, and allows voice communication.
音声通信開始許可を示す音声通信開始応答101を受信した端末1〜4は、音声通信を開始し、AP 0及び端末1〜4は、音声通信中の通信品質を得るために無線伝送情報（SNR、レート、PER：パケットエラー率）を計測する（S5）。
The
音声通信中に、AP 0が計測しているSNRが低下、もしくは、PERがPER閾値以上であった場合（S6）、AP 0と端末との間のレートを低下させた方が安定した通信を行えるため、AP 0は、低下させる予定のレートでの使用帯域計算を行う（S15）。予定レート使用帯域の計算後、この計算した全使用帯域が帯域閾値以下であるならば（S16）、AP 0はレート指定105により、端末を予定した低レートへ移行させ（S17）、端末は指定された低レートへ移行して音声通信を継続する（S18）。全使用帯域が帯域閾値を超えている場合には（S16）、AP 0はレート指定105により、端末に現状のレートを維持させ、また再送を禁止する（S19）。 During voice communication, if the SNR measured by AP 0 is reduced, or if the PER is greater than or equal to the PER threshold (S6), the communication between AP 0 and the terminal will be more stable if the rate is reduced. Since this is possible, AP 0 calculates the used bandwidth at the rate to be reduced (S15). If the calculated total bandwidth used is less than or equal to the bandwidth threshold after calculation of the scheduled bandwidth usage bandwidth (S16), AP 0 shifts the terminal to the planned low rate by rate designation 105 (S17), and the terminal designates it. The voice communication is continued by shifting to the lower rate (S18). If the total bandwidth used exceeds the bandwidth threshold (S16), AP 0 causes the terminal to maintain the current rate and prohibits retransmission according to the rate designation 105 (S19).
音声通信中に、端末が計測しているSNRが低下、もしくは、PERがPER閾値以上であった場合（S7）、AP 0と端末間のレートを低下させた方が安定した通信を行えるため、端末は、低レート移行要求103によって、AP 0に対して、希望する低レートへの移行願いを送付する（S9）。その低レート移行要求103を受信したAP 0は、要求低レートでの使用帯域を計算後（S20）、要求された予定全使用帯域が帯域閾値以下であるならば（S21）、AP 0は低レート移行応答104により、端末を要求された低レートへ移行させ（S22）、端末は指定された低レートへ移行して音声通信を継続する（S23）。全使用帯域が帯域閾値を超えている場合には（S21）、AP 0は低レート移行応答104により、端末に現状のレートを維持させ、また再送を禁止する（S24）。 During voice communication, if the SNR measured by the terminal decreases, or if the PER is greater than or equal to the PER threshold (S7), it is possible to perform more stable communication by reducing the rate between AP 0 and the terminal. In response to the low rate transition request 103, the terminal sends a request for transition to the desired low rate to AP 0 (S9). AP 0 that has received the low rate transition request 103 calculates the bandwidth used at the requested low rate (S20), and if the requested total bandwidth used is less than or equal to the bandwidth threshold (S21), AP 0 is low. The rate shift response 104 causes the terminal to shift to the requested low rate (S22), and the terminal shifts to the designated low rate and continues voice communication (S23). When the total bandwidth used exceeds the bandwidth threshold (S21), AP 0 causes the terminal to maintain the current rate and prohibits retransmission by the low rate transition response 104 (S24).
S19、S24で現状レートを維持し、再送を禁止した場合において（S25）、音声通信中のPERがPER閾値以下であるときは（S26)、音声通信及び無線伝送情報計測を継続する（S5）。PERがPER閾値を超えている場合には、その端末との間で、低レートかつデータ圧縮をした通信での使用帯域を計算する（S27）。計算後、データ圧縮した場合の全使用帯域と帯域閾値を比較し、帯域閾値以下の場合には（S28）、AP 0は、レート指定105を端末に送信し（S29）、低レートかつデータ圧縮行った上で音声通信を継続する（S30）。 When the current rate is maintained in S19 and S24 and retransmission is prohibited (S25), if the PER during voice communication is below the PER threshold (S26), voice communication and wireless transmission information measurement are continued (S5) . If the PER exceeds the PER threshold, the bandwidth used for communication with the terminal at a low rate and data compression is calculated (S27). After calculation, the total bandwidth used when data compression is performed and the bandwidth threshold are compared. If the bandwidth is less than or equal to the bandwidth threshold (S28), AP 0 sends a rate designation 105 to the terminal (S29), and the data is compressed at a low rate. After performing, voice communication is continued (S30).
データ圧縮した場合の全使用帯域と帯域閾値を比較し、帯域閾値を超えている場合において（S28）、低レートの端末が複数存在しているか確認し、存在していない場合には（S32）、現状の通信を維持する。低レート端末が複数存在している場合には（S32）、レート指定105で低レート端末を交代で高レートにしたときの使用帯域と平均PERの計算を行う（S33）。ここで、平均PERを計算した上で、MOS（Mean Opinion Score）値やR値を求め、音声品質を把握することも考えられる。全使用帯域、平均PERとも閾値以下の場合には（S34）、AP 0はレート指定105で低レート端末を交代で高レートに移行させ、音声通信を継続させる（S35）。S34で、どちらかが、閾値を超えている場合には、低レート端末を交代でデータ圧縮したときの使用帯域と平均PERを計算する（S36）。 Compare the total bandwidth used for data compression and the bandwidth threshold, and if the bandwidth threshold is exceeded (S28), check if there are multiple low-rate terminals, and if they do not exist (S32) Maintain current communications. When there are a plurality of low-rate terminals (S32), the bandwidth used and average PER when the low-rate terminal is changed to a high rate by rate designation 105 are calculated (S33). Here, after calculating the average PER, it may be possible to obtain a MOS (Mean Opinion Score) value and an R value to grasp the voice quality. If both the total bandwidth used and the average PER are less than or equal to the threshold (S34), AP 0 shifts the low-rate terminal to a high rate by changing the rate designation 105, and continues voice communication (S35). If one of the values exceeds the threshold value in S34, the bandwidth used and the average PER when the low rate terminal is alternately compressed are calculated (S36).
S36での計算結果とそれぞれの閾値とを比較し(S36)、どちらも閾値以下の場合には、AP 0はレート指定105を用いて、データ圧縮を行う低レート端末を交代させた上で、音声通信を継続する（S38）。S36で、どちらかが、閾値を超えている場合には、現状通信を継続する。 Comparing the calculation result in S36 and each threshold (S36), if both are below the threshold, AP 0 uses the rate designation 105, and after switching the low-rate terminal that performs data compression, Continue voice communication (S38). If one of the values exceeds the threshold value in S36, the current communication is continued.
図８は、本実施の形態において、複数の低レート端末があった場合に、交代で高レートに移行させることにより、全使用帯域を帯域閾値以下にし、また、高レート動作時に発生するパケットエラーを複数の端末で巡回させることにより、平均PERを音声品質を維持できるPER閾値以下にする方法と、従来方法とを比較したものである。 FIG. 8 shows that in this embodiment, when there are a plurality of low-rate terminals, all the used bandwidths are reduced to a band threshold or less by shifting to a high rate alternately, and a packet error that occurs during high-rate operation is shown. This is a comparison between a method in which the average PER is made equal to or less than the PER threshold value that can maintain the voice quality by circulating the network between a plurality of terminals and the conventional method.
上述したように、本実施の形態は、音声通信中に受信強度やパケットエラー率等の無線通信環境を観測し、その環境が変化した場合において最適な通信方式（低レート、複数端末で犠牲をシェア、再送禁止、及び圧縮等）を端末とAPとの間で交渉した上で決定する構成をとっている。このような構成をとると、一端末からの音声呼の低レート移行により、使用帯域が増加し、他の端末からの音声呼全てに影響するのを防ぐことができ、できるだけ多くの呼の音声品質を維持することができる。そのため、一端末からの音声呼を単純に低レートへ移行できない場合、まず、高レートを維持させて、再送を禁止する構成をとっている。このような構成をとると、低レートを要求した段階での無線環境では、高レートでの通信は再送が起き易い可能性が高いため、再送による使用帯域増加によって、他の呼に影響が出ることを防ぐことができる。更に、高レートによる通信においてエラー率が高い場合、その呼の品質も維持するために複数端末で犠牲をシェアするという構成をとっている。この構成により、できるだけ多くの呼の音声品質を維持することができる。 As described above, the present embodiment observes a wireless communication environment such as reception intensity and packet error rate during voice communication, and the optimum communication method (low rate, sacrifice at multiple terminals) when the environment changes. Share, retransmission prohibition, compression, etc.) are determined after negotiation between the terminal and the AP. With such a configuration, it is possible to prevent an increase in the bandwidth used due to the low rate transition of voice calls from one terminal, and to affect all voice calls from other terminals. Quality can be maintained. Therefore, when a voice call from one terminal cannot be simply shifted to a low rate, the high rate is first maintained and retransmission is prohibited. In such a configuration, in a wireless environment at the stage where a low rate is requested, it is highly likely that retransmission at a high rate is likely to occur, so other calls are affected by an increase in the bandwidth used by retransmission. Can be prevented. Further, when the error rate is high in communication at a high rate, a configuration is adopted in which sacrifices are shared by a plurality of terminals in order to maintain the quality of the call. With this configuration, the voice quality of as many calls as possible can be maintained.
図９は、本発明の一実施例のネットワーク構成例である。 FIG. 9 is a network configuration example of an embodiment of the present invention.
SIPサーバ10、VoIP端末11、AP12はIPネットワーク14に有線で接続されており、AP12には無線VoIP端末13が無線LANなどの無線区間15で接続されている。ここでは、無線VoIP端末13とVoIP端末11がSIPサーバ10を介してSIPで呼制御を行い、IPネットワーク14を介して音声パケットの送受信により通話を行うことを想定する。
The
図１０は無線VoIP端末がVoIP端末に発呼を行うときの使用帯域計算のシーケンス例である。 FIG. 10 is an example of a sequence for calculating the bandwidth used when a wireless VoIP terminal makes a call to the VoIP terminal.
発呼を行う無線VoIP端末はSIPサーバに対してINVITEメッセージを送信する。INVITEメッセージを受信したSIPサーバは呼接続要求を受け付けてよいかを判断するために、APに対して無線区間における呼接続可否判定を要求する。呼接続可否判定要求の中には、SIPサーバが受信したINVITEメッセージの中のSDP(Session Description Protocol)から抽出されたCODECレート及びペイロード周期を含む。呼接続可否判定要求を受信したAPは発呼を行う無線VoIP端末とAPの間の無線伝送速度を測定し、CODECレート、ペイロード周期、無線伝送速度を用いて、発呼を行う無線VoIP端末の接続を許可した場合の使用帯域を計算する。ここでは全使用帯域がある帯域閾値を超えないものとする。APは呼接続を許可するため呼接続可否判定応答をSIPサーバに送信する。呼接続可否判定応答を受信するSIPサーバは着呼側のVoIP端末にINVITEメッセージを送信する。その後、無線VoIP端末とVoIP端末がSIPメッセージの送受信を継続し、最終的には通話が行われる。 The wireless VoIP terminal that makes a call transmits an INVITE message to the SIP server. The SIP server that has received the INVITE message requests the AP to determine whether or not the call connection is possible in the wireless section in order to determine whether or not the call connection request can be accepted. The call connection availability determination request includes the CODEC rate and payload period extracted from the SDP (Session Description Protocol) in the INVITE message received by the SIP server. The AP that has received the call connection availability determination request measures the wireless transmission speed between the wireless VoIP terminal that makes the call and the AP, and uses the CODEC rate, payload period, and wireless transmission speed to determine the wireless VoIP terminal that makes the call. Calculate the bandwidth used when the connection is permitted. Here, it is assumed that the total bandwidth used does not exceed a certain bandwidth threshold. The AP transmits a call connection availability determination response to the SIP server to permit the call connection. The SIP server that receives the call connection admissibility determination response transmits an INVITE message to the called VoIP terminal. Thereafter, the wireless VoIP terminal and the VoIP terminal continue to send and receive SIP messages, and finally a call is made.
図１１は無線VoIP端末のSNRが低下し、無線伝送速度を低い値に変更する場合のシーケンス例である。 FIG. 11 is a sequence example when the SNR of the wireless VoIP terminal decreases and the wireless transmission rate is changed to a low value.
無線VoIP端末が通話中にSNRの低下を検出した場合、APに対して低無線伝送速度許可願いを送信する。それを受信したAPは該当する無線VoIP端末の無線伝送速度が低下した場合の無線区間における全使用帯域を計算する。ここでは無線帯域に余裕があり、該当する無線VoIP端末が無線伝送速度を低下させても全使用帯域がある帯域閾値を超えないものとする。APは該当する無線VoIP端末に対して低無線伝送速度への移行を許可し、それを受信した無線VoIP端末は無線伝送速度を低い値に変更する。 When the wireless VoIP terminal detects a decrease in SNR during a call, it sends a request for permission for low wireless transmission speed to the AP. The AP that receives it calculates the total bandwidth used in the wireless section when the wireless transmission speed of the corresponding wireless VoIP terminal decreases. Here, it is assumed that there is a surplus in the radio band, and even if the corresponding radio VoIP terminal reduces the radio transmission speed, the total band used does not exceed a certain band threshold. The AP permits the corresponding wireless VoIP terminal to shift to a low wireless transmission rate, and the wireless VoIP terminal that has received the AP changes the wireless transmission rate to a low value.
図１２は無線VoIP端末のSNRが低下するが、無線伝送速度を変更しない場合のシーケンス例である。 FIG. 12 is a sequence example when the SNR of the wireless VoIP terminal is lowered but the wireless transmission rate is not changed.
無線VoIP端末が通話中にSNRの低下を検出した場合、APに対して低無線伝送速度移行許可願いを送信する。それを受信したAPは該当する無線VoIP端末の無線伝送速度が低下した場合の無線区間における全使用帯域を計算する。ここでは無線帯域に余裕がなく、該当する無線VoIP端末が無線伝送速度を低下させると全使用帯域がある帯域閾値を超えてしまうものとする。APは該当する無線VoIP端末に対して低無線伝送速度への移行禁止、かつ、再送禁止を要求する。それを受信した無線VoIP端末は無線伝送速度を変更せずに、再送を禁止する。再送禁止はSNRの低下を起因とするパケットの再送により無線帯域が圧迫することを抑制するためである。 When the wireless VoIP terminal detects a decrease in SNR during a call, it sends a request for permission to shift to a low wireless transmission rate to the AP. The AP that receives it calculates the total bandwidth used in the wireless section when the wireless transmission speed of the corresponding wireless VoIP terminal decreases. Here, it is assumed that there is no surplus in the radio band, and if the corresponding radio VoIP terminal reduces the radio transmission speed, the total band used exceeds a certain band threshold. The AP requests the corresponding wireless VoIP terminal to prohibit the transition to the low wireless transmission rate and prohibit the retransmission. The wireless VoIP terminal that receives it prohibits retransmission without changing the wireless transmission speed. The prohibition of retransmission is to suppress the compression of the radio band due to the retransmission of a packet caused by a decrease in SNR.
図１３はAPが受信するパケットのエラー率が増加し、無線伝送速度を高い値に変更する場合のシーケンス例である。 FIG. 13 is a sequence example when the error rate of packets received by the AP increases and the wireless transmission rate is changed to a high value.
APが通話中にパケットエラー率の増加を検出した場合、APは無線区間における全使用帯域を計算する。ここでは無線帯域に余裕がなく、全使用帯域がある帯域閾値を超えてしまうものとする。APはある低無線伝送速度で動作する無線VoIP端末に対して高無線伝送速度への移行、かつ、再送禁止を要求する。それを受信した無線VoIP端末は無線伝送速度を高い値に変更し、再送を禁止する。ただし、該当する無線VoIP端末のパケットエラー率が増大し、音声品質に影響を及ぼす可能性がある。そこで、無線伝送速度が低い無線VoIP端末が複数存在する場合には、パケットエラー率の増大を複数の無線VoIP端末でシェアするために、強制的に高無線伝送速度を設定する無線VoIP端末を交代させることにより、無線VoIP端末毎のパケットエラー率の平均値を下げ、音声品質の劣化をある程度に抑えることができる。 When the AP detects an increase in the packet error rate during a call, the AP calculates the total bandwidth used in the wireless section. Here, it is assumed that there is no margin in the radio band, and the total band used exceeds a certain band threshold. The AP requests a wireless VoIP terminal operating at a certain low wireless transmission rate to shift to a high wireless transmission rate and prohibit retransmission. The wireless VoIP terminal that receives it changes the wireless transmission speed to a high value and prohibits retransmission. However, the packet error rate of the corresponding wireless VoIP terminal may increase, which may affect voice quality. Therefore, when there are multiple wireless VoIP terminals with low wireless transmission speeds, the wireless VoIP terminals that forcibly set the high wireless transmission speed are replaced in order to share the increase in packet error rate among multiple wireless VoIP terminals. By doing so, it is possible to reduce the average value of the packet error rate for each wireless VoIP terminal, and to suppress degradation of voice quality to some extent.
図１４はAPが受信するパケットのエラー率が増加し、データ圧縮を行う場合のシーケンス例である。 FIG. 14 is a sequence example when the error rate of packets received by the AP increases and data compression is performed.
APが通話中にパケットエラー率の増加を検出した場合、APは無線区間における全使用帯域を計算する。ここでは無線帯域に余裕がなく、全使用帯域がある帯域閾値を超えてしまうものとする。APはある低無線伝送速度で動作する無線VoIP端末に対してデータ圧縮を要求する。それを受信した無線VoIP端末はデータ圧縮を実施する。データ圧縮の例としては、無線VoIP端末−AP間で使用するCODECを変更したり、パケット送信間隔を広げるためにペイロード周期を変更、または、複数のパケットを多重する方法が考えられる。ただし、前者はCODECの変更により、後者は遅延時間の増加により音声品質に影響を及ぼす可能性がある。そこで、無線伝送速度が低い無線VoIP端末が複数存在する場合には、CODECの変更や遅延時間の増加を複数の無線VoIP端末でシェアするために、データ圧縮を行う無線VoIP端末を交代することにより、無線VoIP端末毎のCODECの変更時間や遅延時間の平均値を下げ、音声品質の劣化をある程度に抑えることができる。 When the AP detects an increase in the packet error rate during a call, the AP calculates the total bandwidth used in the wireless section. Here, it is assumed that there is no margin in the radio band, and the total band used exceeds a certain band threshold. The AP requests data compression from a wireless VoIP terminal operating at a certain low wireless transmission rate. The wireless VoIP terminal that receives it performs data compression. Examples of data compression include a method of changing the CODEC used between the wireless VoIP terminal and the AP, changing the payload period in order to widen the packet transmission interval, or multiplexing a plurality of packets. However, there is a possibility that the former affects the voice quality by changing the CODEC and the latter by increasing the delay time. Therefore, when there are multiple wireless VoIP terminals with low wireless transmission speeds, the wireless VoIP terminals that perform data compression are replaced in order to share the CODEC change and increased delay time among multiple wireless VoIP terminals. In addition, it is possible to reduce the average value of CODEC change time and delay time for each wireless VoIP terminal and suppress degradation of voice quality to some extent.
本発明は、公衆網としてサービスされるWLANやWiMAX等を用いた音声あるいは動画の通信サービスに用いることができる。 The present invention can be used for voice or video communication services using WLAN, WiMAX, etc., which are served as public networks.
また、WLAN等を用いた企業内線網での音声あるいは動画通信サービスへ適用することができる。 It can also be applied to a voice or video communication service in a corporate extension network using WLAN or the like.
尚、上述した本発明のシステム、ＡＰ、サーバ、及び端末は、上記説明からも明らかなように、ハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。
この場合、プログラムメモリに格納されているプログラムで動作するプロセッサによって、上述した実施の形態と同様の機能、動作を実現させる。
The system, AP, server, and terminal of the present invention described above can be configured by hardware as is apparent from the above description, but can also be realized by a computer program.
In this case, functions and operations similar to those of the above-described embodiment are realized by a processor that operates according to a program stored in the program memory.
0 AP
1〜4 端末
5 送信部
6 受信部
7 無線伝送速度監視部
8 RM部
9 使用帯域管理部
10 SIPサーバ
11 VoIP端末
12 AP
13 無線VoIP端末
14 IPネットワーク
15 無線区間
0 AP
1 to 4 terminals
5 Transmitter
6 Receiver
7 Wireless transmission rate monitor
8 RM department
9 Bandwidth management section
10 SIP server
11 VoIP terminal
12 AP
13 Wireless VoIP terminal
14 IP network
15 radio section
Claims (14)
通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、
前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、
前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段と
を有することを特徴とする無線ネットワークシステム。 A wireless network system,
When the communication quality measured during communication deteriorates below a predetermined communication quality threshold, the total bandwidth used is measured at the transmission rate scheduled to be reduced, and the bandwidth that can be used to maintain the communication quality. Communication maintaining means for prohibiting retransmission and maintaining communication at the current transmission rate when exceeding the threshold of
If it is determined that the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, is there a plurality of calls communicating at a low transmission rate? Confirmation means for confirming,
If the call that is communicating with the low transmission speed is more, a wireless network system characterized by having a <br/> and determining means for determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、
前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、
前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段と
を有することを特徴とするサーバ。 A server,
When the communication quality measured during communication deteriorates below a predetermined communication quality threshold, the total bandwidth used is measured at the transmission rate scheduled to be reduced, and the bandwidth that can be used to maintain the communication quality. Communication maintaining means for prohibiting retransmission and maintaining communication at the current transmission rate when exceeding the threshold of
If it is determined that the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, is there a plurality of calls communicating at a low transmission rate? Confirmation means for confirming,
If the call that is communicating with the low transmission speed is more, the server characterized by having a <br/> and determining means for determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持ステップと、
前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認ステップと、
前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method,
When the communication quality measured during communication deteriorates below a predetermined communication quality threshold, the total bandwidth used is measured at the transmission rate scheduled to be reduced, and the bandwidth that can be used to maintain the communication quality. A communication maintaining step for prohibiting retransmission and maintaining communication at the current transmission rate when exceeding the threshold of
If it is determined that the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, is there a plurality of calls communicating at a low transmission rate? A confirmation step to confirm
If the call that is communicating with the low transmission speed is more, wireless communication method characterized by having a <br/> a determining step of determining to communicate the plurality of calls at a high transmission rate replacement.
前記複数の呼において交代で高い伝送速度で通信することを決定する際、交代で高い伝送速度で通信した場合の使用帯域である予測使用帯域を演算するステップと、
この演算値と予め定められた閾値とを比較した結果、演算値が閾値を超えていない場合に交代で高い伝送速度で通信することを決定するステップと
を有することを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。 The determining step includes
A step of calculating a predicted use band that is a use band when communicating at a high transmission rate by alternation when determining to communicate at a high transmission rate by alternation in the plurality of calls;
10. The method according to claim 9, further comprising the step of determining that communication is performed alternately at a high transmission rate when the calculated value does not exceed the threshold value as a result of comparing the calculated value with a predetermined threshold value. The wireless communication method described.
通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、
前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、
前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。 A program of a wireless network system, wherein the program
When the communication quality measured during communication deteriorates below a predetermined communication quality threshold, the total bandwidth used is measured at the transmission rate scheduled to be reduced, and the bandwidth that can be used to maintain the communication quality. Communication maintaining means for prohibiting retransmission and maintaining communication at the current transmission rate when exceeding the threshold of
If it is determined that the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, is there a plurality of calls communicating at a low transmission rate? Confirmation means for confirming,
When there are a plurality of calls communicating at the low transmission rate, the program is made to function as a determination unit that determines to alternately communicate the plurality of calls at a high transmission rate.
通信中に計測している通信品質が予め定められた通信品質の閾値より悪化すると、低下させる予定の伝送速度での全使用帯域を計測し、この計測した全使用帯域が通信品質を維持できる帯域の閾値を超える場合に再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させる通信維持手段と、
前記再送を禁止して現状の伝送速度での通信を維持させた後に計測した通信品質が前記通信品質の閾値より悪いと判定されると、低い伝送速度で通信している呼が複数存在するかを確認する確認手段と、
前記低い伝送速度で通信している呼が複数ある場合、前記複数の呼を交代で高い伝送速度で通信するように決定する決定手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。 A program of a server in a wireless network system, wherein the program
When the communication quality measured during communication deteriorates below a predetermined communication quality threshold, the total bandwidth used is measured at the transmission rate scheduled to be reduced, and the bandwidth that can be used to maintain the communication quality. Communication maintaining means for prohibiting retransmission and maintaining communication at the current transmission rate when exceeding the threshold of
If it is determined that the communication quality measured after prohibiting the retransmission and maintaining the communication at the current transmission rate is worse than the communication quality threshold, is there a plurality of calls communicating at a low transmission rate? Confirmation means for confirming,
When there are a plurality of calls communicating at the low transmission rate, the program is made to function as a determination unit that determines to alternately communicate the plurality of calls at a high transmission rate.
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